NASA 首次小行星取樣行動顯然進行得太順利了。
該機構的 OSIRIS-REx 探測器從近地小行星 Bennu 的表面獲取了太多的塵土和岩石(10 月 20 日,星期二),以至於航天器的取樣機制未能正確關閉,導致一些收集到的物質洩漏到太空,任務團隊成員於週五(10 月 23 日)宣佈。
OSIRIS-REx 的操控人員現在計劃儘快將收集到的物質存放在探測器的返回艙中,以最大程度地減少物質損失。NASA 官員表示,該團隊希望在週二(10 月 27 日)開始這項至關重要的、為期數天的操作。
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NASA 總部位於華盛頓的科學部門副主管托馬斯·祖布肯在一份宣告中說:“Bennu 不斷以偉大的科學成果給我們帶來驚喜,並且[還]丟擲了一些難題。”
祖布肯說:“儘管我們可能不得不加快存放樣本的速度,但這並不是一個壞問題。我們很高興看到似乎是豐富的樣本,這將激發未來幾十年超越這一歷史時刻的科學研究。”
耗資 8 億美元的 OSIRIS-REx 任務於 2016 年 9 月發射,並於 2018 年 12 月抵達 Bennu。該任務的主要目標是向地球運送至少 2.1 盎司(60 克)的原始 Bennu 物質。這將發生在 2023 年 9 月 24 日,屆時返回艙將在猶他州沙漠著陸。
所有跡象都表明,探測器在週二的機動中收集了足夠的物質,該機動的特點是 OSIRIS-REx 的觸碰即走取樣採集機構 (TAGSAM) 頭與 Bennu 進行了六秒鐘的“親吻”。
亞利桑那大學的任務首席研究員但丁·勞雷塔在週五的新聞釋出會上說,取樣頭深入Bennu,可能深入到地表以下 19 英寸(48 釐米)。航天器拍攝的照片顯示,取樣頭被物質堵塞,這表明 OSIRIS-REx 至少採集了數百克 Bennu 碎片,勞雷塔補充說。
但這些照片也顯示,從 TAGSAM 頭的縫隙中逸出了一團顆粒,這些縫隙是小岩石阻止了取樣器的聚酯薄膜襟翼完全閉合造成的。勞雷塔說,當 OSIRIS-REx 移動 TAGSAM 以檢視收集到的樣本時,加速了逃逸。
他和他的同事最初計劃在週六(10 月 24 日)稱量樣本,這項操作將涉及稍微旋轉 OSIRIS-REx。但這項操作無疑會釋放出更多的小行星顆粒,因此任務團隊成員現在計劃直接進行樣本存放。(他們還取消了原定減緩 OSIRIS-REx 從 Bennu 撤退的發動機點火,原因相同。)
勞雷塔說,跳過稱重步驟並沒有什麼損失。
他在週五的新聞釋出會上說:“我們面前的挑戰是由於 TAGSAM 可能真的裝滿了物質。” 他補充說,目前的當務之急是“安全地存放這個樣本,並最大程度地減少任何進一步的損失。”
勞雷塔說,很難量化已經損失了多少物質。但他估計,由於最近的攝影活動,最多有 10 克 Bennu 樣本飛走了,並且在存放操作過程中可能會損失“幾克到幾十克”。(勞雷塔說,當 Bennu 保持相對靜止時,逃逸率似乎非常低。)如果這些數字是正確的,並且 OSIRIS-REx 確實在週二捕獲了數百克物質,那麼該任務的進展狀況良好。
勞雷塔說,樣本不能立即存放。例如,團隊首先需要最終確定並驗證更新後的存放計劃,該計劃考慮到了洩漏的小行星顆粒。任務還需要確保在 NASA 的深空網路 (DSN) 上獲得一段長時間的連續時間,深空網路是該機構用來與其遙遠的航天器通訊的全球無線電天線陣列。勞雷塔解釋說,樣本存放將是一個複雜且耗時的過程,OSIRIS-REx 和地面之間需要進行大量的來回通訊。
勞雷塔說,儘管存在這些複雜情況,但任務團隊對迄今為止的進展感到高興和興奮。
他說:“我們不可能進行更好的樣本採集實驗了。顆粒逸出是因為我們幾乎成了自己成功的受害者。”
自週二的取樣操作以來,OSIRIS-REx 一直在遠離 Bennu,並且不會再次衝向小行星,勞雷塔說。假設樣本在下週成功存放,那麼下一個重大里程碑將在 3 月初到來,屆時 OSIRIS-REx 將離開 Bennu 並開始返回地球。
勞雷塔說,那次旅行將相對平靜——直到 2023 年 9 月,屆時返回艙將降落到地球(其中包含數量不明的物質;一旦樣本被存放,就沒有好的方法來測量質量)。
然後,小行星岩石和塵土將被送到世界各地的實驗室,科學家們可以在那裡研究它們,以尋找有關太陽系早期以及像 Bennu 這樣的富碳太空岩石可能在幫助地球生命起源方面所起作用的線索。
儘管 OSIRIS-REx(其名稱是“起源、光譜解釋、資源識別、安全-風化層探測器”的縮寫)是 NASA 的首次小行星取樣任務,但它並非總體上的首次。日本的隼鳥號探測器於 2010 年返回了石質小行星絲川的小顆粒,其後繼者隼鳥2號現在正在將富碳小行星龍宮的樣本運回地球。龍宮物質將於今年 12 月在澳大利亞著陸。
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